JP3136765B2 - 薄膜光電変換素子およびその製造方法 - Google Patents
薄膜光電変換素子およびその製造方法Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高変換効率を持つ銅酸
化物系の薄膜光電変換素子、およびその薄膜製造方法に
関するものである。特に、Ａ−Ｃｕ−Ｏ型層状結晶構造
の銅酸化物を用いた薄膜光電変換素子とその製造方法に
関するものである。
化物系の薄膜光電変換素子、およびその薄膜製造方法に
関するものである。特に、Ａ−Ｃｕ−Ｏ型層状結晶構造
の銅酸化物を用いた薄膜光電変換素子とその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高い超電導転移温度を持つ酸化物超電導
体として、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体が発見さ
れた［ツァイトシュリフト フュア フィジーク Ｂ
コンデンスド マター， ｖｏｌ．６４，１８９−１９
３（１９８６）］。これ以来数々の新しい銅酸化物体が
発見されるに至った。
体として、Ｂａ−Ｌａ−Ｃｕ−Ｏ系の超電導体が発見さ
れた［ツァイトシュリフト フュア フィジーク Ｂ
コンデンスド マター， ｖｏｌ．６４，１８９−１９
３（１９８６）］。これ以来数々の新しい銅酸化物体が
発見されるに至った。
【０００３】この種の銅酸化物は、一般にその結晶構造
がＣｕ−Ｏ平面を含む層状構造が特徴であり、また電荷
担体がホールであることが示されており、Ｘ線電子分光
などの分析によると、銅の価数が２価、及び３価である
ことが示されている。
がＣｕ−Ｏ平面を含む層状構造が特徴であり、また電荷
担体がホールであることが示されており、Ｘ線電子分光
などの分析によると、銅の価数が２価、及び３価である
ことが示されている。
【０００４】これに対し、これらの銅酸化物とは常電導
状態における電荷輸送担体が異なる、例えばＮｄ-Ｃｅ-
Ｃｕ-Ｏに代表されるＮｄ2ＣｕＯ4型結晶構造の新しい
銅酸化物が発見された［ネイチャーｖｏｌ．３３７，３
４５−３４７（１９８９）］。この種の材料は、Ｃｅ元
素のドーピングにより銅の価数を２価から１価に変化さ
せることが示され、その条件を設定することにより２価
の銅をほとんど完全に１価にすることが可能である。
状態における電荷輸送担体が異なる、例えばＮｄ-Ｃｅ-
Ｃｕ-Ｏに代表されるＮｄ2ＣｕＯ4型結晶構造の新しい
銅酸化物が発見された［ネイチャーｖｏｌ．３３７，３
４５−３４７（１９８９）］。この種の材料は、Ｃｅ元
素のドーピングにより銅の価数を２価から１価に変化さ
せることが示され、その条件を設定することにより２価
の銅をほとんど完全に１価にすることが可能である。
【０００５】さらに最近、例えばＳｒーＮｄーＣｕーＯ
に代表されるＳｒＣｕＯ2型結晶構造の銅酸化物も同様
の材料として発見されている。
に代表されるＳｒＣｕＯ2型結晶構造の銅酸化物も同様
の材料として発見されている。
【０００６】これら電子により電荷が輸送される種類の
ものも、その結晶構造はＣｕ−Ｏの層状結晶構造となっ
ている。
ものも、その結晶構造はＣｕ−Ｏの層状結晶構造となっ
ている。
【０００７】一方、種々の蒸着法によりＣｕ2０が薄膜
化され、電子を電荷担体とするｎ型半導体として光電変
換材料への応用が考えられ、そしてこれを用いて例えば
銅基板上に形成し安価な太陽電池を構成することが詳細
に検討された。
化され、電子を電荷担体とするｎ型半導体として光電変
換材料への応用が考えられ、そしてこれを用いて例えば
銅基板上に形成し安価な太陽電池を構成することが詳細
に検討された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｃｕ2Ｏは、長時間大気中で太陽光を照射することによ
り、Ｃｕの化学結合状態が変化し、その価数が１価から
２価へと変化する。この価数変化によって、ｎ型半導体
としての電子的な動作が変化し、光照射により発生する
励起電子数が少なくなり、光電変換の効率が小さくな
る。
Ｃｕ2Ｏは、長時間大気中で太陽光を照射することによ
り、Ｃｕの化学結合状態が変化し、その価数が１価から
２価へと変化する。この価数変化によって、ｎ型半導体
としての電子的な動作が変化し、光照射により発生する
励起電子数が少なくなり、光電変換の効率が小さくな
る。
【０００９】このような性質は、特にこの種の材料を太
陽電池として使用する際に大きな問題であり、実用化を
妨げる原因となっている。さらに、太陽電池として使用
する場合に、純粋のＣｕ2Ｏ材料の吸収スペクトルが太
陽光のスペクトルに一致していないため、Ｚｎなどの他
元素でいくらかのＣｕを置換することにより化学結合の
安定化と吸収スペクトルの調整を実現するための多くの
検討がなされたが、満足できる結果は得られていない
［シン ソリッド フィルム ｖｏｌ．１５２，４４３
−４４８（１９８７）］。
陽電池として使用する際に大きな問題であり、実用化を
妨げる原因となっている。さらに、太陽電池として使用
する場合に、純粋のＣｕ2Ｏ材料の吸収スペクトルが太
陽光のスペクトルに一致していないため、Ｚｎなどの他
元素でいくらかのＣｕを置換することにより化学結合の
安定化と吸収スペクトルの調整を実現するための多くの
検討がなされたが、満足できる結果は得られていない
［シン ソリッド フィルム ｖｏｌ．１５２，４４３
−４４８（１９８７）］。
【００１０】本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなさ
れたものであり、効率が高く、安定性および再現性に優
れた薄膜光電変換素子およびその製造方法の提供を目的
とする。
れたものであり、効率が高く、安定性および再現性に優
れた薄膜光電変換素子およびその製造方法の提供を目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】基体上に、主成分がＡ−
Ｃｕ−Ｏ（但し、ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、
Ｐｒ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少な
くとも一種の元素を示す）で表わされる複合銅酸化物を
有した薄膜光電変換素子にすることによって、かかる目
的を達成した。
Ｃｕ−Ｏ（但し、ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、
Ｐｒ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少な
くとも一種の元素を示す）で表わされる複合銅酸化物を
有した薄膜光電変換素子にすることによって、かかる目
的を達成した。
【００１２】また、基体上に、主成分がＡ−Ｃｕ−Ｏ
（但し、ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃ
ｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少なくとも一
種の元素を示す）で表わされる複合銅酸化物薄膜を有す
る光電変換素子において、前記複合銅酸化物薄膜を形成
する際に、形成中の酸素あるいは酸化ガスの分圧を１０
-2Ｔｏｒｒ以下にする製造方法によって、本発明の薄膜
光電変換素子が製造できる。
（但し、ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃ
ｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少なくとも一
種の元素を示す）で表わされる複合銅酸化物薄膜を有す
る光電変換素子において、前記複合銅酸化物薄膜を形成
する際に、形成中の酸素あるいは酸化ガスの分圧を１０
-2Ｔｏｒｒ以下にする製造方法によって、本発明の薄膜
光電変換素子が製造できる。
【００１３】
【作用】銅酸化物材料に適切な元素のドーピングを行
い、その作成条件を設定することにより銅の価数を１価
に調整し、銅酸化物薄膜において電子を電荷担体とする
ｎ型半導体として動作させることにより、効率のよい、
安定で信頼性のたかい光電変換材料を供することが可能
となる。これを用いて例えば銅基板上に安価な太陽電池
が構成できる。
い、その作成条件を設定することにより銅の価数を１価
に調整し、銅酸化物薄膜において電子を電荷担体とする
ｎ型半導体として動作させることにより、効率のよい、
安定で信頼性のたかい光電変換材料を供することが可能
となる。これを用いて例えば銅基板上に安価な太陽電池
が構成できる。
【００１４】
【実施例】本発明者らはこのＡ−Ｃｕ−Ｏ型層状結晶構
造の複合銅酸化物に対して、真空蒸着法による薄膜作製
を行ない、作製条件と薄膜の導電性および光吸収特性の
関係について詳細に調べた。
造の複合銅酸化物に対して、真空蒸着法による薄膜作製
を行ない、作製条件と薄膜の導電性および光吸収特性の
関係について詳細に調べた。
【００１５】例えばスパッタ蒸着により２００〜１１０
０℃に加熱した基体上に、Ｎｄ−Ｃｕ−Ｏの薄膜を、Ｎ
ｄとＣｕを含むターゲットをスパッタして成膜させ、ア
ニール処理により導電性薄膜を得る。通常酸化物薄膜の
作製の場合、スパッタガスとして、不活性ガスと酸素ま
たは酸化ガスをほぼ等量混合して用いる。ところがＮｄ
−Ｃｕ−Ｏ型結晶構造の銅酸化物においては、スパッタ
ガス中の酸素あるいは酸化ガスの分圧を極端に低くして
成膜すると、良好な導電性が得られることを本発明者ら
は発見した。特に酸素あるいは酸化ガスの分圧が１０-2
以下であれば、抵抗率が１０ー4オーム・ｃｍ程度の薄膜
が、再現性良く得られることを合わせて確認した。
０℃に加熱した基体上に、Ｎｄ−Ｃｕ−Ｏの薄膜を、Ｎ
ｄとＣｕを含むターゲットをスパッタして成膜させ、ア
ニール処理により導電性薄膜を得る。通常酸化物薄膜の
作製の場合、スパッタガスとして、不活性ガスと酸素ま
たは酸化ガスをほぼ等量混合して用いる。ところがＮｄ
−Ｃｕ−Ｏ型結晶構造の銅酸化物においては、スパッタ
ガス中の酸素あるいは酸化ガスの分圧を極端に低くして
成膜すると、良好な導電性が得られることを本発明者ら
は発見した。特に酸素あるいは酸化ガスの分圧が１０-2
以下であれば、抵抗率が１０ー4オーム・ｃｍ程度の薄膜
が、再現性良く得られることを合わせて確認した。
【００１６】この原因は現在のところ明らかではない
が、この種の材料のセラミックスの焼結においては還元
雰囲気がよいとも言われており、スパッタ蒸着中の酸素
分圧を低くすることにより不必要な酸素が薄膜の結晶構
造中に入らないため、良い結果が得られているのではな
いかと思われる。
が、この種の材料のセラミックスの焼結においては還元
雰囲気がよいとも言われており、スパッタ蒸着中の酸素
分圧を低くすることにより不必要な酸素が薄膜の結晶構
造中に入らないため、良い結果が得られているのではな
いかと思われる。
【００１７】また、酸素あるいは酸化ガスを全く含まな
い不活性ガスのみの場合でも、以外にも良好な導電特性
が得られることを見いだした。不活性ガスとしてはアル
ゴンが比較的利用し易く、また結果も良いことを確認し
た。さらに、これらのことは、Ｓｒ−Ｃｕ−ＯやＳｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ，Ｓｒ−Ｎｄ−Ｃｕ−Ｏなど本発明に示
されているＡ元素の他の組合せでも実現できることが確
認された。
い不活性ガスのみの場合でも、以外にも良好な導電特性
が得られることを見いだした。不活性ガスとしてはアル
ゴンが比較的利用し易く、また結果も良いことを確認し
た。さらに、これらのことは、Ｓｒ−Ｃｕ−ＯやＳｒ−
Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ，Ｓｒ−Ｎｄ−Ｃｕ−Ｏなど本発明に示
されているＡ元素の他の組合せでも実現できることが確
認された。
【００１８】スパッタターゲットとしては、Ａ元素、Ｃ
ｕを含む酸化物で構成すれば、良好な結晶性の薄膜が作
製可能であった。ただしＡはＣａ，Ｂａ，Ｓｒ、Ｎｄ，
Ｓｍ，Ｐｒ、Ｃｅ，Ｔｈのうちの少なくとも一種の元素
を示す。この理由は、Ａ−Ｃｕ−Ｏ型の結晶構造を作る
にはある程度の酸素が必要で、その酸素はターゲットか
ら供給されるのが一番適していることによると思われ
る。
ｕを含む酸化物で構成すれば、良好な結晶性の薄膜が作
製可能であった。ただしＡはＣａ，Ｂａ，Ｓｒ、Ｎｄ，
Ｓｍ，Ｐｒ、Ｃｅ，Ｔｈのうちの少なくとも一種の元素
を示す。この理由は、Ａ−Ｃｕ−Ｏ型の結晶構造を作る
にはある程度の酸素が必要で、その酸素はターゲットか
ら供給されるのが一番適していることによると思われ
る。
【００１９】図１はこのようにして得られた薄膜の光吸
収率のスペクトルを示したものであり、超伝導材料とし
て発見された銅酸化物が光電変換材料として使用可能で
あることが初めて示された。図１では、太陽光のスペク
トル分布に近い０．５μｍから０．８μｍでの吸収スペ
クトル特性を示すことがわかる。
収率のスペクトルを示したものであり、超伝導材料とし
て発見された銅酸化物が光電変換材料として使用可能で
あることが初めて示された。図１では、太陽光のスペク
トル分布に近い０．５μｍから０．８μｍでの吸収スペ
クトル特性を示すことがわかる。
【００２０】蒸着中の基体の温度としては２００〜１１
００℃とした場合に、良好な導電性を示す薄膜が得られ
たが、特に５００〜７００℃で作製した膜においては、
その抵抗率が１０ー4Ω・ｃｍ程度であることが確認さ
れ、また結晶性も良く再現性もすぐれていた。これらの
ことはＣＶＤ，レーザアブレィション、電子ビーム蒸着
法、ＭＢＥ法等の他の薄膜形成法においてもほぼ同じで
あることが確認された。また、薄膜形成法としてゾルゲ
ル法、ディップ＆スピンコート法、共沈法、室温蒸着等
により形成した薄膜を、薄膜形成後酸素あるいは酸化ガ
スの分圧を１０-2Ｔｏｒｒ以下とし、基体の温度として
２００〜１１００℃で加熱処理した場合に、良好な導電
性を示す薄膜が得られた。
００℃とした場合に、良好な導電性を示す薄膜が得られ
たが、特に５００〜７００℃で作製した膜においては、
その抵抗率が１０ー4Ω・ｃｍ程度であることが確認さ
れ、また結晶性も良く再現性もすぐれていた。これらの
ことはＣＶＤ，レーザアブレィション、電子ビーム蒸着
法、ＭＢＥ法等の他の薄膜形成法においてもほぼ同じで
あることが確認された。また、薄膜形成法としてゾルゲ
ル法、ディップ＆スピンコート法、共沈法、室温蒸着等
により形成した薄膜を、薄膜形成後酸素あるいは酸化ガ
スの分圧を１０-2Ｔｏｒｒ以下とし、基体の温度として
２００〜１１００℃で加熱処理した場合に、良好な導電
性を示す薄膜が得られた。
【００２１】さらに、本発明者らは、Ｃｕの価数を１価
に調整するために、Ｏの一部をＦにより置換することで
実現できることを、ＡーＣｕ−Ｏの複合銅酸化物に於て
見いだした。特にこの場合、加熱して行なう薄膜形成の
温度がＦを添加しない場合に比べ、１００℃〜４００℃
程度下げられることを新たに見いだした。
に調整するために、Ｏの一部をＦにより置換することで
実現できることを、ＡーＣｕ−Ｏの複合銅酸化物に於て
見いだした。特にこの場合、加熱して行なう薄膜形成の
温度がＦを添加しない場合に比べ、１００℃〜４００℃
程度下げられることを新たに見いだした。
【００２２】以下本発明の内容を深く理解されるため
に、さらに具体的な実施例を示す。Ｎｄ2Ｃｕ2Ｏxの酸
化物セラミックス焼結体をターゲットとして用い、チタ
ン酸ストロンチウム（１００）面の基体上に、高周波プ
レナーマグネトロンスパッタにより薄膜作製を行なっ
た。基体温度を６５０℃とし、スパッタ電力１６０Ｗ、
スパッタガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒの条件のもとで、
約１時間スパッタ蒸着することにより、約０.８μｍ厚
の薄膜が得られた。
に、さらに具体的な実施例を示す。Ｎｄ2Ｃｕ2Ｏxの酸
化物セラミックス焼結体をターゲットとして用い、チタ
ン酸ストロンチウム（１００）面の基体上に、高周波プ
レナーマグネトロンスパッタにより薄膜作製を行なっ
た。基体温度を６５０℃とし、スパッタ電力１６０Ｗ、
スパッタガス圧力３×１０-3Ｔｏｒｒの条件のもとで、
約１時間スパッタ蒸着することにより、約０.８μｍ厚
の薄膜が得られた。
【００２３】スパッタガスは純アルゴンあるいはアルゴ
ンガスと酸素の混合ガスとし、この際のスパッタガス中
の酸素分圧を細かく変化させて、出現する超電導特性と
の関係を調べた。
ンガスと酸素の混合ガスとし、この際のスパッタガス中
の酸素分圧を細かく変化させて、出現する超電導特性と
の関係を調べた。
【００２４】薄膜成膜後、空中１１００℃２時間及び真
空中９００℃１時間のアニール処理を行なった。
空中９００℃１時間のアニール処理を行なった。
【００２５】上記過程の後、薄膜の組成を調べたとこ
ろ、金属元素の比率はＮｄ：Ｃｕ＝２.０：１.０とほぼ
化学量論比になっていた。また薄膜の結晶構造は、Ｘ線
回折法によりｃ軸が基板に垂直に配向したＮｄ2ＣｕＯ4
型の結晶構造であることが判った。
ろ、金属元素の比率はＮｄ：Ｃｕ＝２.０：１.０とほぼ
化学量論比になっていた。また薄膜の結晶構造は、Ｘ線
回折法によりｃ軸が基板に垂直に配向したＮｄ2ＣｕＯ4
型の結晶構造であることが判った。
【００２６】代表的な薄膜について電気抵抗の温度依存
性を調べた結果、酸素分圧が２×１０-2、１×１０-2、
５×１０-3、１×１０-3の条件で成膜したもの、酸素分
圧が０すなわち純アルゴンでスパッタして成膜したもの
を比較すると、酸素分圧が１×１０-2を越えるものは抵
抗率が１０2Ω・ｃｍ以上と大きく、温度の下降にとも
なってさらに大きくなった。これに対し、酸素分圧が１
×１０-2の条件で成膜したものは、１Ω・ｃｍ程度以下
の良好な導電性を示した。
性を調べた結果、酸素分圧が２×１０-2、１×１０-2、
５×１０-3、１×１０-3の条件で成膜したもの、酸素分
圧が０すなわち純アルゴンでスパッタして成膜したもの
を比較すると、酸素分圧が１×１０-2を越えるものは抵
抗率が１０2Ω・ｃｍ以上と大きく、温度の下降にとも
なってさらに大きくなった。これに対し、酸素分圧が１
×１０-2の条件で成膜したものは、１Ω・ｃｍ程度以下
の良好な導電性を示した。
【００２７】さらに光電子分光法、ホール測定等によ
り、電子伝導型の光電変換材料であることを確認した。
り、電子伝導型の光電変換材料であることを確認した。
【００２８】特に酸素分圧が０、すなわち純アルゴンで
スパッタして成膜したものでは、良好な電気抵抗率が得
られた。
スパッタして成膜したものでは、良好な電気抵抗率が得
られた。
【００２９】以上のことから、スパッタガス中の酸素分
圧が１０-2Ｔｏｒｒ以下であれば良好な導電性を示すＮ
ｄ−Ｃｕ−Ｏ薄膜を作製できることが判った。
圧が１０-2Ｔｏｒｒ以下であれば良好な導電性を示すＮ
ｄ−Ｃｕ−Ｏ薄膜を作製できることが判った。
【００３０】なおこの結果は、Ｎｄの代わりにＮｄーＣ
ｅ、ＮｄーＳｍ、Ｎｄ−Ｐｒあるいはこの少なくとも一
種を含む組合せ、またＣｅの代わりにＴｈあるいはこの
少なくとも一種を含む組合せでも同様であった。また、
ＮｄのかわりにＳｒ，Ｃａ，Ｂａにより置き換えても、
結晶系がＳｒＣｕＯ2型となることを除いては、同様で
あった。さらにこの系に於てＳｒのかわりにＳｒ−Ｌｎ
系元素を用いても同様であることが確認された。
ｅ、ＮｄーＳｍ、Ｎｄ−Ｐｒあるいはこの少なくとも一
種を含む組合せ、またＣｅの代わりにＴｈあるいはこの
少なくとも一種を含む組合せでも同様であった。また、
ＮｄのかわりにＳｒ，Ｃａ，Ｂａにより置き換えても、
結晶系がＳｒＣｕＯ2型となることを除いては、同様で
あった。さらにこの系に於てＳｒのかわりにＳｒ−Ｌｎ
系元素を用いても同様であることが確認された。
【００３１】これらの銅酸化物に於て、酸素を弗素で置
換して銅の価数を１価に制御するために、本発明者らは
スパッタターゲットにたとえばＳｒＦ2を用いることに
よってＳｒ−Ｃｕ−Ｏ−Ｆ薄膜を形成し、これを確認し
た。
換して銅の価数を１価に制御するために、本発明者らは
スパッタターゲットにたとえばＳｒＦ2を用いることに
よってＳｒ−Ｃｕ−Ｏ−Ｆ薄膜を形成し、これを確認し
た。
【００３２】このとき以外にも、弗素を用いない場合に
比較して、薄膜結晶化の基板加熱温度が２５０℃程度低
い温度で所望の薄膜が形成できることを新たに見出し
た。
比較して、薄膜結晶化の基板加熱温度が２５０℃程度低
い温度で所望の薄膜が形成できることを新たに見出し
た。
【００３３】このことは上述に示したＡ−Ｃｕ−Ｏで示
されるＡ元素（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、
Ｃｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド））について各々確認
したところ、１００℃〜４００℃程度の差はあるが、効
果のあることが確認された。
されるＡ元素（Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、
Ｃｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド））について各々確認
したところ、１００℃〜４００℃程度の差はあるが、効
果のあることが確認された。
【００３４】図２は、このようにして得られる銅酸化物
薄膜により構成した光電変換素子の構造の１例である。
金属銅基板１１の表面に、本発明の製造法により得られ
る複合銅酸化物薄膜１２を形成し、その上に透明電極１
３を蒸着した構造となっている。この光電変換素子は、
金属銅基板１１および透明電極１３からの引出し電極１
４を通して出力が得られる。
薄膜により構成した光電変換素子の構造の１例である。
金属銅基板１１の表面に、本発明の製造法により得られ
る複合銅酸化物薄膜１２を形成し、その上に透明電極１
３を蒸着した構造となっている。この光電変換素子は、
金属銅基板１１および透明電極１３からの引出し電極１
４を通して出力が得られる。
【００３５】この素子の構造は、現在までに検討されて
いるＣｕ2Ｏ薄膜を使用したすべてのものに於て、Ｃｕ2
Ｏ薄膜を本発明のＡ−Ｃｕ−Ｏ薄膜で置き換えて実現可
能である。
いるＣｕ2Ｏ薄膜を使用したすべてのものに於て、Ｃｕ2
Ｏ薄膜を本発明のＡ−Ｃｕ−Ｏ薄膜で置き換えて実現可
能である。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、基体上に、主成分がＡ−Ｃｕ
−Ｏ（但し、ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐ
ｒ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少なく
とも一種の元素を示す）で表わされる複合銅酸化物を有
した薄膜光電変換素子であるため、良質で高性能なＮｄ
2ＣｕＯ4型あるいはＳｒＣｕＯ2型結晶構造の複合銅酸
化物薄膜を再現性良く得ることが可能となり、この薄膜
を用いて効率のよい、安定性に優れた光電変換素子の実
現が容易となる。
−Ｏ（但し、ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐ
ｒ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少なく
とも一種の元素を示す）で表わされる複合銅酸化物を有
した薄膜光電変換素子であるため、良質で高性能なＮｄ
2ＣｕＯ4型あるいはＳｒＣｕＯ2型結晶構造の複合銅酸
化物薄膜を再現性良く得ることが可能となり、この薄膜
を用いて効率のよい、安定性に優れた光電変換素子の実
現が容易となる。
【００３７】本発明の光電変換素子とその製造方法によ
り、現在まで実現できなかった材料を用いて安価な太陽
電池を実現出来るものであり、本発明の工業的価値は大
きい。
り、現在まで実現できなかった材料を用いて安価な太陽
電池を実現出来るものであり、本発明の工業的価値は大
きい。
【図１】本発明の薄膜光電変換素子の１実施例の複合銅
酸化物薄膜の光吸収スペクトル特性を示す図
酸化物薄膜の光吸収スペクトル特性を示す図
【図２】本発明の薄膜光電変換素子の１実施例の断面概
念構成図
念構成図
１１ 基板 １２ 複合銅酸化物 １３ 透明電極 １４ 引出し電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 31/04 - 31/119
Claims (5)
- 【請求項１】基体上に、主成分がＡ−Ｃｕ−Ｏ（但し、
ＡはＣａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｐｒ，Ｃｅ，Ｔ
ｈ，Ｌｎ(ランタノイド)のうちの少なくとも一種の元素
を示す）で表され、主として太陽光を吸収する複合銅酸
化物薄膜を有し、前記複合銅酸化物薄膜の表面に透明電
極を形成したことを特徴とする薄膜光電変換素子。 - 【請求項２】基体上に、主成分がＡ−Ｃｕ−Ｏ（但し、
ＡはＣａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｔ
ｈ、Ｌｎ（ランタノイド）のうちの少なくとも一種の元
素を示す）で表わされる複合銅酸化物薄膜を有する光電
変換素子において、前記複合銅酸化物薄膜を形成する際
に、形成中の酸素あるいは酸化ガスの分圧を１０-2Ｔｏ
ｒｒ以下にすることを特徴とする、薄膜光電変換素子の
製造方法。 - 【請求項３】前記銅酸化物を結晶構造のＡ−Ｃｕ−Ｏ−
Ｆで表わされる複合銅酸化物とすることを特徴とする、
請求項２記載の薄膜光電変換素子の製造方法。 - 【請求項４】薄膜堆積中の基体温度を２００〜１１００
℃の範囲内に設定することを特徴とする、請求項２記載
の薄膜光電変換素子の製造方法。 - 【請求項５】薄膜堆積後の基体薄膜を真空中、あるいは
酸素を含まないガス雰囲気中で１００〜１１００℃の範
囲内に加熱することを特徴とする、請求項２記載の薄膜
光電変換素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04142397A JP3136765B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 薄膜光電変換素子およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04142397A JP3136765B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 薄膜光電変換素子およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335609A JPH05335609A (ja) | 1993-12-17 |
| JP3136765B2 true JP3136765B2 (ja) | 2001-02-19 |
Family
ID=15314408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04142397A Expired - Fee Related JP3136765B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | 薄膜光電変換素子およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3136765B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002039508A1 (en) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Bolometer material, bolometer thin film, method for manufacturing bolometer thin film and infrared detecting element using the same |
| JP3511098B2 (ja) * | 2001-09-14 | 2004-03-29 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 超高速光電気信号変換素子 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP04142397A patent/JP3136765B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05335609A (ja) | 1993-12-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |